《歡樂好聲音2》的配音陣容堪稱巨星等級，包括金獎影帝馬修麥康納（Mathew McConaughey）配音的無尾熊巴斯特穆恩（中文版：嘻哈饒舌歌手ØZI）、奧斯卡影后瑞絲薇斯朋（Reese Withspoon）配音的豬媽媽蘿希坦、史嘉蕾喬韓森（Scarlett Johansson）配音的豪豬愛希、泰隆艾格頓（Taron Egerton）配音的大猩猩強尼、葛萊美獎得主托蕾凱莉（Tori Kelly）配音的大象米娜，尼克克羅爾（Nick Kroll）配音豬仔剛特，還有中文金嗓歌后葉璦菱配音的克勞莉小姐。
有趣的是新加入的配音陣容都是從歌壇找來的大咖，像是U2樂團主唱波諾。為了完美詮釋搖滾獅王柯雷卡洛威的角色，和導演葛斯在配音的過程中挖掘出他內心深處的情感，波諾說：「為一頭獅子配音真的很好玩，尤其是像柯雷這頭脾氣暴躁又成天一副厭世臉的獅子。」
不過配音跟唱歌還是有些差距，波諾因此也在錄音過程花了一些時間，「我很幸運曾經在非洲看過真正的野生獅子，而且永遠忘不了牠們低沉的吼聲，那種低沉又響亮的吼聲很難在錄音室裡捕捉到，當我想要用我最低沉的嗓音模仿這樣的吼聲時，忍不住笑了起來，但導演葛斯很有耐心地陪我嘗試不同的聲音，並試著用角色的聲音來唱出〈I Still Haven’t Found What I’m Looking For〉這首歌想傳達的溫柔撫慰嗓音FU，後來我才留意到原來史嘉蕾喬韓森和馬修麥康納，他們光是在說話的時候就充滿了強烈的音樂感，所以當我在配音時也運用唱歌的方式來說話真的就會比較容易。」
當紅女歌手海爾希負責配音的角色波莎，是飯店和劇場界大亨吉米克里斯托被寵壞的富二代女兒。海爾希說：「當我得知配音的角色波莎會在片中翻唱〈Girl on Fire〉這首超夯歌曲的時候，其實有點嚇到，因為這首歌不只是爆發力十足，原唱艾莉西亞凱斯（Alicia Keys）的版本更是經典。這首歌對波莎這個角色來說是最完美的選擇，因為她真的太過於有自信，也擁有很棒的歌唱天賦足以駕馭這首歌，我對於我演唱的版本感到驕傲。」
曾經為三部 《神偷奶爸》系列電影編寫電影音樂，並且擔任2018年賣座動畫片 《鬼靈精》一片旁白的歌手菲董，則是替阿方梭配音。阿方梭是一隻心地善良的大象兼企業家，他在克里斯托塔劇院外經營一台冰淇淋餐車。「我第一次和製片克里斯梅勒丹德利以及照明娛樂合作的電影就是 《神偷奶爸》，後來我們建立了很棒的合作關係，合作過許多電影。」曾獲得葛萊美獎的菲董說：「照明娛樂出品的電影都有發人省思和充滿情感的信息，同時也非常搞笑和勵志，所以我很高興能夠繼續和克里斯及照明娛樂合作 《歡樂好聲音2》。」
